FI129095B - Energy conversion device and method for converting energy - Google Patents
Energy conversion device and method for converting energy Download PDFInfo
- Publication number
- FI129095B FI129095B FI20135895A FI20135895A FI129095B FI 129095 B FI129095 B FI 129095B FI 20135895 A FI20135895 A FI 20135895A FI 20135895 A FI20135895 A FI 20135895A FI 129095 B FI129095 B FI 129095B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- belt
- teeth
- tooth
- liquid
- rotation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
- F03B17/04—Alleged perpetua mobilia
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Presenteras en anordning för energiproduktion genom utnyttjande av den lyftkraft och tyngdkraft som en vätska (150) förorsakar, omfattande: en första rem (100), som omfattar kuggar (102) på sin ena yta och som är anordnad att gå ett första slutet varv, vilket varv bestäms av åtminstone ett första övre styrelement (104) och ett första nedre styrelement (106), och vari den första remmen (100) är anordnad att löpa så att den första remmens (100) kuggar (102) är i direkt vätskekontakt i en del av det första slutna varvet, varvid på kuggarna (102) riktas i denna del av det slutna varvet en lyftkraft förorsakad av vätskan (150), sålunda bestämmande för den första remmen (100) en rotationsriktning; isoleringsmedel, vilka är anordnade att isolera kuggen (102) från direkt vätskekontakt då kuggen (102) förs till den punkt av det slutna varvet där på kuggen (102) börjar verka den av vätskan (150) förorsakade lyftkraften, sålunda minskande effekten som motverkar den hydrostatiska trycket på kuggen (102) som ska föras; och åtminstone ett energiförmedlingselement (118), som är anordnat att förmedla energi ut från anordningen baserat på åtminstone en rems (100, 120) rotation i anordningen.A device for energy production by utilizing the lifting force and gravity caused by a liquid (150) is presented, comprising: a first belt (100), which comprises teeth (102) on one of its surfaces and which is arranged to go a first closed revolution, which revolution is determined by at least a first upper guide element (104) and a first lower guide element (106), and wherein the first belt (100) is arranged to run so that the teeth (102) of the first belt (100) are in direct liquid contact in a part of the first closed revolution, wherein on the teeth (102) a lifting force caused by the liquid (150) is directed in this part of the closed revolution, thus determining for the first belt (100) a direction of rotation; insulating means, which are arranged to insulate the tooth (102) from direct liquid contact when the tooth (102) is moved to the point of the closed revolution where on the tooth (102) the lifting force caused by the liquid (150) begins to act, thus reducing the effect which counteracts the hydrostatic pressure on the gear (102) to be applied; and at least one energy transfer element (118), which is arranged to transfer energy out of the device based on at least one strip (100, 120) rotation in the device.
Description
Energian muuntamislaite ja menetelmä energian muuntamiseksi Ala Keksintö liittyy energian muuntamiseen.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to energy conversion.
Tausta On tunnettua tuottaa perusenergiaa fossiilisilla polttoaineilla tai ydinvoimalla.Background It is known to produce basic energy with fossil fuels or nuclear power.
Voimantuotantokoneena voidaan käyttää muun muassa kaasuturbiinia.A gas turbine, for example, can be used as a power generation machine.
Pienemmät voimakoneet voivat olla myös polttomoottoreita.Smaller engines can also be internal combustion engines.
Perusvoimalla tarkoitetaan jokapäiväistä ihmisten käyttämää energiaa, kuten sähköä, polttoainetta, jne.Basic power refers to the daily energy used by people, such as electricity, fuel, etc.
Lisäksi esimerkiksi vesivoimaa voidaan käyttää perusvoiman rinnalla kulutuksen tehovaihtelujen tasaajana.In addition, hydropower, for example, can be used alongside baseload power to equalize consumption power fluctuations.
Aurinko- ja tuulivoima eivät ole tarpeeksi tehokkaita yksinään tuottamaan perusenergiaa jokapäiväiseen tarpeeseen laajassa skaalassa.Solar and wind power alone are not efficient enough to produce basic energy for everyday needs on a large scale.
Liikenteen energia saadaan pääosin — fossiilisista — polttoaineista.Transport energy comes mainly from - fossil - fuels.
Onkin tarpeellista kehittää uusi energianmuuntamislaite joka kykenee muuttamaan energiaa muodosta toiseen.It is therefore necessary to develop a new energy conversion device capable of converting energy from one form to another.
Lyhyt selostus Eräässä suoritusmuodossa keksinnön pyrkimyksiä toteutetaan laitteella, joka on kuvattu itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1. Eräässä suoritusmuodossa keksinnön pyrkimyksiä toteutetaan menetelmällä, joka on kuvattu itsenäisessä patenttivaatimuksessa 7. Kuvioiden lyhyt selostus Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen o yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: S Kuviot 1-3 esittävät laitteen joitain suoritusmuotoja; ja O 25 Kuvio 4 esittää menetelmän, erään suoritusmuodon mukaisesti.Brief Description In one embodiment, the objects of the invention are implemented by the device described in independent claim 1. In one embodiment, the objects of the invention are carried out by the method described in independent claim 7. Brief description of the figures The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings: S 1-3 show some embodiments of the device; and O 25 Figure 4 shows a method according to an embodiment.
S Suoritusmuotojen kuvaus E: Nykyiset energian tuotantomuodot, kuten ydinvoima, hiilivoima, O aurinkovoima, tuulivoima tai vesivoima, tarvitsevat monimutkaisia ja kalliita O rakennelmia tai laitteita toimiakseen.S Description of Embodiments E: Current forms of energy production, such as nuclear power, coal power, O solar power, wind power, or hydropower, require complex and expensive O structures or equipment to operate.
Osaan näiden käytöstä sisältyy myös 5 30 riskitekijä, kuten esimerkiksi ydinvoimaan.Some of these uses also include 5 to 30 risk factors, such as nuclear power.
Lisäksi nykyiset N energiantuotantomenetelmät tuottavat runsaasti ympäristölle = haitallisia päästöjä.In addition, current N energy production methods produce a lot of environmentally = harmful emissions.
Päästöjä syntyy energian jalostuksessa, siirrossa ja käytössä.Emissions arise from the processing, transmission and use of energy.
Energian nykyisen kaltaisen tuotantoketjun kokonaishyötysuhde on alhainen.The overall efficiency of a production chain like the current one is low.
Hyvin suuri osuus energiapotentiaalista menetetään voimakoneiden alhaisten hyötysuhteiden takia.A very large part of the energy potential is lost due to the low efficiencies of power plants.
Esitettävä laite on painovoimalla ja nosteella toimiva moottori, jonka voima on suhteessa syrjäytetyn nesteen massan suuruuteen.The device presented is a gravity and lift motor with a force proportional to the mass of the displaced fluid.
Ideana on hyödyntää kahdella eri väliaineella samanmassaisten kappaleiden suhteellista painoeroa kytkemällä kappaleet mekaanisesti yhteen päättymättömäksi ketjuksi.The idea is to take advantage of the relative weight difference of bodies of the same mass with two different media by mechanically joining the bodies together into an endless chain.
Ensimmäinen väliaine voi olla mikä tahansa neste, kuten vesi.The first medium can be any liquid, such as water.
Toinen väliaine voi olla mikä tahansa kaasu, kuten esimerkiksi ilma.The second medium can be any gas, such as air.
Toinen väliaine voi olla myös muuta, kunhan sen tiheys on pienempi kuin ensimmäisen väliaineen, jotta ensimmäisen väliaineen aiheuttama noste on suurempi kuin toisen väliaineen.The second medium may also be different, as long as its density is lower than that of the first medium, so that the buoyancy caused by the first medium is greater than that of the second medium.
Tarkastellaan erästä suoritusmuotoa laitteesta viitaten kuvioon 1. Laite hyödyntää nesteen aiheuttamaa nostetta ja painovoimaa, ja käsittää ainakin ensimmäisen hihnan 100, jossa on hampaita 102 toisella pinnallaan.An embodiment of the device will be considered with reference to Figure 1. The device utilizes fluid-induced lift and gravity, and comprises at least a first belt 100 having teeth 102 on its second surface.
Hampaat 102 ovat siis kytketty toisiinsa mekaanisesi hihnan 100 avulla.The teeth 102 are thus connected to each other by a mechanical belt 100.
Hihna voi olla kumia tai muuta kestävää materiaalia.The strap may be made of rubber or other durable material.
Hampaiden 102 muodon ei tarvitse olla kolmiomainen tai neliömäinen (kuviot 2 ja 3), vaan on vapaasti valittavissa ottaen kuitenkin huomioon se miten hammas 102 tuodaan nosteen vaikutuksen alaiseksi, miten nestetiivistys toteutetaan, jne., kuten myöhemmin selostetaan.The shape of the teeth 102 need not be triangular or square (Figures 2 and 3), but is freely selectable, however, taking into account how the tooth 102 is subjected to buoyancy, how fluid compaction is implemented, etc., as will be described later.
Täten, hammas 102 tulee ymmärtää hihnasta 100 ulkonevaksi kappaleeksi.Thus, the tooth 102 is to be understood as projecting from the belt 100.
Hampaiden 102 materiaali on vapaavalintainen (muovi, metalli). Eräässä suoritusmuodossa hampaan 102 materiaali on käytettävää nestettä, kuten vettä, kevyempää.The material of the teeth 102 is optional (plastic, metal). In one embodiment, the material of the tooth 102 is lighter than the fluid used, such as water.
Eräässä toisessa suoritusmuodossa hampaan 102 materiaali on nestettä raskaampaa.In another embodiment, the material of tooth 102 is heavier than liquid.
Hampaiden tiheys voidaan siis valita o vapaasti.The density of the teeth can thus be chosen o freely.
Kevyillä hampailla/kappaleilla/paloilla on se etu, että laitteesta tulee S keveämpi.Light teeth / pieces / pieces have the advantage that the device becomes S lighter.
Kaikilla laitteessa olevilla hampailla voi kuitenkin olla sama tiheys. > Peräkkäisten hampaiden 102 välimatkan valintaan vaikuttaa muun muassa se 7 miten hammas 102 tuodaan nosteen vaikutuksen alaiseksi, miten nestetiivistys © 30 toteutetaan, jne.However, all the teeth in the device can have the same density. > The choice of the distance between successive teeth 102 is influenced by, among other things, how the tooth 102 is brought under the influence of the buoyancy, how the liquid sealing is carried out, etc.
Eräässä suoritusmuodossa hihnan 100 toinen puoli ei käsitä E hampaita.In one embodiment, the other side of the belt 100 does not comprise E teeth.
Toisin sanoen, hihnan selkäpuoli on sileä.In other words, the back of the strap is smooth.
LO Hihna 100 on järjestetty kulkemaan ensimmäinen suljettu kierros, 8 jonka määrittävät ainakin ensimmäinen ylempi ohjauselementti 104 ja = ensimmäinen alempi ohjauselementti 106, kuten esitetty kuvioissa.The LO Belt 100 is arranged to pass a first closed turn 8 defined by at least a first upper control element 104 and = a first lower control element 106, as shown in the figures.
Täten N 35 ensimmäinen suljettu kierros käsittää vasemman sivun ja oikean sivun.Thus, the first closed round of N 35 comprises a left side and a right side.
Ohjauselementtejä voi toki olla useampikin.Of course, there can be several control elements.
Koska alempi ohjauselementti 106 on alempana kuin ylempi ohjauselementti 104, niin hihnan 100 kiertämä suljettu kierros on eräässä suoritusmuodossa olennaisesti vertikaalisessa suunnassa, Tämä voi tarkoittaa sitä, että hihnan kulkema kierros käsittää ainakin yhden sivun, joka on olennaisesti nesteen aiheuttaman nosteen suuntainen.Since the lower guide element 106 is lower than the upper guide element 104, the closed rotation rotated by the belt 100 is in one embodiment in a substantially vertical direction. This may mean that the rotation of the belt comprises at least one side substantially parallel to the buoyancy caused by the liquid.
Suljettu kierros voi olla myös vinossa, kuitenkin siten, että noste pääsee vaikuttamaan hihnan 100 hampaisiin 102 nostavasti.The closed turn may also be oblique, however, so that the buoyancy can lift the teeth 102 of the belt 100.
Kuvioissa suljetun kierroksen pyörimissuunta on esitetty nuolilla ohjauselementeissä 104 ja 106. Eräässä suoritusmuodossa ohjauselementit 104, 106 (kuten myös ohjauselementit 124, 126) ovat sileitä hihnapyöriä, jotka pyörivät hihnan 100 — liikkuessa ja ovat laakeroitu rotaatioakseleilleen.In the figures, the direction of rotation of the closed loop is indicated by arrows on the guide elements 104 and 106. In one embodiment, the guide elements 104, 106 (as well as the guide elements 124, 126) are smooth pulleys that rotate as the belt 100 moves and are mounted on their rotational shafts.
Ohjauselementit 104, 106, 124, 126 voivat olla tuettuja rotaatioakseleistaan (merkitty pienellä ympyrällä ohjauselementtien keskelle kuvioihin). Esitetty laite voi käsittää myös tukirakenteet laitteen tukemiseksi, vaikkakaan kuviot eivät näitä rakenteita kuvaa.The guide elements 104, 106, 124, 126 may be supported by their axes of rotation (marked with a small circle in the middle of the guide elements in the figures). The device shown may also comprise support structures for supporting the device, although these structures are not illustrated in the figures.
Nämä tukirakenteet voivat — käsittää rakenteita, joilla ohjauselementit 104, 106, 124, 126 saadaan sijoitettua haluttuihin kohtiin laitetta.These support structures may - comprise structures by which the control elements 104, 106, 124, 126 can be placed at the desired locations of the device.
Esimerkiksi hihnapyörien 104 ja 106 (ja vastaavasti hihnapyörien 124 ja 126) välimatka on tärkeää, jotta hihna 100 (vastaavasti hihna 120) saadaan jännitettyä tiukkaan hihnapyörien ympärille.For example, the spacing of the pulleys 104 and 106 (and the pulleys 124 and 126, respectively) is important to tension the belt 100 (belt 120, respectively) around the pulleys.
Tukirakenteet voivat myös käsittää välineet laitteen tukemiseksi kuvattuun pystyasentoon.The support structures may also comprise means for supporting the device in the described vertical position.
Tukirakenteet voivat käsittää muun muassa ruuveja, muttereita, tankoja, jne.Support structures may include, but are not limited to, screws, nuts, rods, etc.
Tukirakenteet voivat olla valmistettu esimerkiksi muovista tai metallista.The support structures can be made of, for example, plastic or metal.
Tukirakenteet voivat mahdollistaa myös laitteen kiinnittämisen suhteessa johonkin toiseen esineeseen.The support structures may also allow the device to be attached in relation to another object.
Tukirakenteet voivat kiinnittyä laitteessa esimerkiksi pyörivien kappaleiden (kuten ohjauselementtien) rotaatioakselien laakerointiin tai säiliöön 108, vain muutamia mainitakseni. o Laitteen hihna 100 on järjestetty kulkemaan siten, että hampaat 102 S ovat suorassa nestekosketuksessa osassa ensimmäistä suljettua kierrosta, eli > ovat suorassa kosketuksessa ensimmäiseen väliaineeseen 150. Tällöin ? hampaisiin 102 kohdistuu nesteen aiheuttama nostovoima tässä osassa S 30 — suljettua = kierrosta, siten — määrittäen — ensimmäiselle — hihnalle — 100 E pyörimissuunnan.In the device, for example, the support structures can be attached to the bearings of the rotating shafts of the rotating parts (such as control elements) or to the container 108, to name but a few. o The belt 100 of the device is arranged to run so that the teeth 102 S are in direct fluid contact in part of the first closed rotation, i.e.> are in direct contact with the first medium 150. Then? the teeth 102 are subjected to the lifting force caused by the liquid in this part S 30 - closed = rotation, thus - determining - the direction of rotation of the first - belt - 100 E.
Nosteen vaikutusta on kuvioissa kuvattu nuolilla jotka 0 osoittavat hampaisiin 102 (ja 122). Toki kaikkiin nesteessä oleviin hampaisiin 3 102 kohdistuu noste, koska kappaleen (hampaan 102) kokema hydrostaattinen = paine on suurempi kappaleen alapinnalla kuin yläpinnalla, mutta N 35 yksinkertaisuuden vuoksi kuvioissa on esitetty vain muutama hihnan 100 hammas 102 ja vain muutama nostetta kuvaava nuoli.The effect of buoyancy is illustrated in the figures by arrows 0 pointing to teeth 102 (and 122). Of course, all teeth in the fluid 3 102 are subject to buoyancy because the hydrostatic = pressure experienced by the body (tooth 102) is greater on the lower surface than on the upper surface, but for simplicity N 35 only a few teeth 102 of the belt 100 and only a few lift arrows are shown in the figures.
Kappale ”kevenee”The song “lightens up”
nosteen vaikutuksesta nesteessä suljetun kierroksen yhdellä sivulla ja suljetun kierroksen toisen sivun hampaat 102 ovat esimerkiksi ilmassa tai muussa toisessa väliaineessa 152, jonka aiheuttama noste on hyvin pieni.by buoyancy in the liquid on one side of the closed loop and the teeth 102 on the other side of the closed loop are, for example, in air or another second medium 152, the buoyancy of which is very small.
Eräässä suoritusmuodossa laite lisäksi käsittää toisen hihnan 120, joka käsittää hampaita 122 toisella pinnallaan ja joka on järjestetty kulkemaan toinen suljettu kierros, jonka kierroksen määrittävät ainakin toinen ylempi ohjauselementti 124 ja toinen alempi ohjauselementti 126. Kuten ensimmäinen hihna 100, niin myös toinen hihna 120 on järjestetty kulkemaan siten, että sen hampaat 122 ovat suorassa nestekosketuksessa osassa toista suljettua — kierrosta jolloin hampaisiin 122 kohdistuu nesteen aiheuttama nostovoima, siten määrittäen toiselle hihnalle 120 pyörimissuunnan.In one embodiment, the device further comprises a second belt 120 comprising teeth 122 on its second surface and arranged to pass a second closed turn defined by at least a second upper guide element 124 and a second lower guide element 126. Like the first belt 100, the second belt 120 is provided pass so that its teeth 122 are in direct fluid contact in a portion of the second closed - rotation whereby the teeth 122 are subjected to a fluid-induced lifting force, thereby determining the direction of rotation of the second belt 120.
Täten, toinen hihna 120 voi olla samankaltainen ja samankaltaisesti toimiva kuten hihna 100, tosin pyörimissuunta voi olla vastakkainen, kuten myöhemmin nähdään.Thus, the second belt 120 may be similar and similar to the belt 100, although the direction of rotation may be opposite, as will be seen later.
Toisen hihnan 120, tai useamman hihnan, käytön etuna voi olla se, että laitteesta saadaan enemmän energiaa ulos.The use of a second belt 120, or more belts, may have the advantage of providing more energy out of the device.
Toisaalta, toinen hihna 120 voi olla hyödyllinen nestetiivistyksessä tai siinä, miten hihnan 100 hammas 102 tuodaan nesteeseen nosteen vaikutuksen alaiseksi ilman suuria energiahäviöitä.On the other hand, the second belt 120 may be useful in fluid sealing or in bringing the tooth 102 of the belt 100 into the fluid under buoyancy without large energy losses.
Tulee myös huomata, että hammas 120 voi olla samanlainen kuin hammas 102, ja mitä on sanottu hihnasta 100 tai hampaista 102, pätee myös hihnaan 120 ja hampaisiin 122. Toisen hihnan 120 käyttö ei kuitenkaan ole välttämätöntä.It should also be noted that the tooth 120 may be similar to the tooth 102, and what has been said about the belt 100 or the teeth 102 also applies to the belt 120 and the teeth 122. However, the use of the second belt 120 is not necessary.
Usein nostetta hyödynnettäessä ongelmaksi muodostuu se, miten kappale saadaan nosteen vaikutuksen alaiseksi.Often, when utilizing a buoy, the problem is how to get the part under the influence of the buoy.
Tulee huomata, että sillä hetkellä kun kappaletta tuodaan esimerkiksi nestesäiliön pohjan läpi, niin neste kohdistaa kappaleen yläpintaan hydrostaattisen paineen p'=ogh, jossa p on nesteen tiheys, g on maan vetovoiman aiheuttama putoamiskiihtyvyys o 9,81m/s2, ja h on syvyys jossa kappale on.It should be noted that at the moment when the body is introduced, for example, through the bottom of the liquid tank, the liquid applies a hydrostatic pressure p '= ogh to the top surface, where p is the density of the liquid, g is the ground acceleration velocity o 9.81 m / s2, and h is the depth the song is.
Tämä paine p' painaa kappaletta S takaisin alaspäin, koska vastaavaa kappaleen alapuolelle vaikuttavaa voimaa > (nostetta) ei ole vielä sillä hetkellä kun kappale on työntymässä nestesäiliöön. ? Sillä hetkellä kun neste pääsee kosketuksiin myös kappaleen alapintaan, niin S 30 — alapintaan kohdistuva hydrostaattinen paine p*%*” on suurempi kuin p'*, koska E alapinta on alempana nesteessä kuin yläpinta, ja siten noste pääsee nostamaan 0 kappaletta ylöspäin.This pressure p 'pushes the body S back down, because the corresponding force> (lift) acting below the body is not yet present at the moment when the body is pushing into the liquid tank. ? The moment the liquid also comes into contact with the lower surface of the body, the hydrostatic pressure p *% * ”on the lower surface S 30 is greater than p '*, because the lower surface E is lower in the liquid than the upper surface, and thus the buoyancy can raise the body upwards.
Toisaalta, jos kappaletta tuodaan nesteessä alaspäin, niin 3 nosteen nostovoima vastustaa kappaleen alaspäin viemistä. = Toisaalta ongelmaksi muodostuu, että miten kappale tuodaan N 35 nesteeseen nestetiiviisti siten, että neste ei pääse valumaan pois säiliöstä ja että nesteenpinnan korkeus ei muutu.On the other hand, if the body is brought down in the liquid, then the lifting force of the 3 buoys will resist bringing the body down. = On the other hand, the problem is how to bring the body into the N 35 liquid in a liquid-tight manner so that the liquid cannot drain out of the tank and that the height of the liquid surface does not change.
Edellä mainitun ongelman ratkaisemiseksi laite voi käsittää eristysvälineet (ts. eristimen tai erottimen), jotka ovat järjestetty eristämään hammas 102 suorasta nestekosketuksesta tuotaessa hammas 102 siihen pisteeseen 154 suljettua kierrosta, jossa hampaaseen 102 alkaa vaikuttaa 5 nesteen aiheuttama nostovoima, siten vähentäen hydrostaattisen paineen vastustavaa vaikutusta tuotavaan hampaaseen 102. Toisin sanoen, eristysvälineet eristävät hampaan 102 nestekosketuksesta ainakin osassa sitä osaa suljettua kierrosta, jossa nesteen hydrostaattinen paine vastustaisi hampaan 102 liikettä hihnan 100 kulkusuuntaan. Eristysvälineet voivat käsittää useita eri ratkaisuja kuten kuvioissa 1-3 on esitetty. Eristysvälineet voivat olla myös järjestetty tekemään säiliön pohjasta nestetiiviin. Katsellaan ensin tarkemmin kuviota 1A. Kuvion 1 suoritusmuodossa, laite käsittää nestesäiliön 108 nestettä (esimerkiksi vettä) varten, jossa ensimmäinen (ja toinen) suljettu kierros on — osittain järjestetty kulkemaan nestesäiliön 108 läpi, siten aiheuttaen nosteen nesteessä kulkeviin hampaisiin 102/122. Tällä tavalla hihnoille 100, 120 voidaan aikaansaada liike haluttuun kiertosuuntaan. Nestesäiliön 108 muodolla ei ole väliä.To solve the above problem, the device may comprise insulating means (i.e., an insulator or separator) arranged to insulate the tooth 102 from direct fluid contact by introducing the tooth 102 into a closed loop at the point 154 where the tooth 102 begins to be subjected to liquid lift, thereby reducing the hydrostatic pressure. that is, the insulating means isolates the tooth 102 from fluid contact in at least a portion of the closed loop in which the hydrostatic pressure of the fluid would resist movement of the tooth 102 in the direction of travel of the belt 100. The insulation means may comprise several different solutions as shown in Figures 1-3. The insulating means may also be arranged to make the bottom of the container liquid-tight. Let us first take a closer look at Figure 1A. In the embodiment of Figure 1, the device comprises a fluid reservoir 108 for a fluid (e.g., water), wherein the first (and second) closed loop is - partially arranged to pass through the fluid reservoir 108, thereby causing buoyancy in the fluid-retaining teeth 102/122. In this way, the belts 100, 120 can be moved in the desired direction of rotation. The shape of the liquid container 108 does not matter.
Kuvioiden 1A-1D suoritusmuodoissa = eristysvälineet käsittävät ensimmäisen hammasrattaan 110. Eräässä suoritusmuodossa ensimmäisen hammasrattaan pyörimisakseli (merkitty pienellä ympyrällä hammasrattaiden 110 ja 130 keskelle) on sijoitettuna olennaisesti nestesäiliön 108 pohjaan tasoon. Kuvion 1A mukaisesti ensimmäisen hihnan 100 hampaat 102 on järjestetty asettumaan limittäin ensimmäisen hammasrattaan 110 hampaiden kanssa ainakin siinä kohdassa, jossa kyseinen hihnan 100 hammas 102 tulee o sisään nestesäiliöön 108. Tällä tavalla nesteen aiheuttama hydrostaattinen S paine ei kohdistu hampaan 102 yläpintaan hampaan 102 tullessa sisälle säiliöön > 108, vaan hammasrattaan 110 hammas, joka on hihnan 100 hampaan 102 7 yläpuolella, ottaa tämän paineen vastaan. Kun hammasratas 110 pyörii © 30 rotaatioakselinsa ympäri, niin hihnan 100 hammas 102 siirtyy säiliön 108 sisälle E hammasrattaan 110 hampaiden välisessä kolossa. Kun hammas 102 on 0 siirtynyt sisälle säiliöön 108, noste (=alapintaan ja yläpintaan vaikuttavien 3 paineiden p'% ja pP°t°™ ero) alkaa vaikuttaa hampaaseen 102 nostavasti, siten = aiheuttamaan hihnan 100 pyörimisen. Se piste 154 suljetussa kierroksessa, N 35 johon hammas tuodaan esitetyllä tavalla, voi vastata oleellisesti sitä pistettä,In the embodiments of Figures 1A-1D, the insulating means comprises a first gear 110. In one embodiment, the axis of rotation of the first gear (indicated by a small circle in the center of the gears 110 and 130) is located substantially in the bottom plane of the fluid reservoir 108. According to Fig. 1A, the teeth 102 of the first belt 100 are arranged to overlap the teeth of the first gear 110 at least at the point where said tooth 102 of the belt 100 enters the fluid reservoir 108. In this way, the hydrostatic pressure S caused by the fluid does not apply to the upper surface of the tooth 102 when the tooth 102 enters the reservoir > 108, but the tooth 110 of the gear 110 above the tooth 102 7 of the belt 100 receives this pressure. As the gear 110 rotates © 30 about its axis of rotation, the tooth 102 of the belt 100 moves inside the container 108 to the gear 110 in the cavity between the teeth. When the tooth 102 has moved inside the container 108, the buoyancy (= difference in p '% and pP ° t ° ™ of the pressures acting on the lower surface and the upper surface 3) begins to lift the tooth 102, thus = causing the belt 100 to rotate. The point 154 in the closed loop, N 35 into which the tooth is introduced as shown, may correspond substantially to the point
jossa hampaalla 102 on suurin potentiaalienergia, jonka se luovuttaa nosteen vaikutuksesta noustessaan ylöspäin nesteessä.wherein the tooth 102 has the maximum potential energy that it releases as a result of buoyancy as it ascends in the fluid.
Tulee huomata, että koska hammasratas 110 on tuettu rotaatioakselistaan ja hydrostaattinen paine on aina kohtisuorassa pintaa vasten, niin hydrostaattinen paine kohdistuu pääasiassa tuettuun rotaatioakseliin eli laakeripisteeseen.It should be noted that since the gear 110 is supported from the axis of rotation and the hydrostatic pressure is always perpendicular to the surface, the hydrostatic pressure is mainly applied to the supported axis of rotation, i.e. the bearing point.
Hydrostaattista painetta on kuvattu kuvioissa lyhyin katkoviivoin kohti hammasratasta.The hydrostatic pressure is illustrated in the figures by short dashed lines towards the gear.
Tulee huomata, että vaikkakin esimerkiksi hammasrattaan 110 vasemman puolen hampaisiin kohdistuu hydrostaattista painetta, joka vastustaa hammasrattaan 110 liikettä ja joka ei ole kohtisuorassa rotaatioakselia kohti, niin olennaisesti samalla horisontaalitasolla saman hammasrattaan 110 oikean puolen hampaisiin kohdistuu hydrostaattista painetta, joka lisää hammasrattaan 110 liikettä haluttuun suuntaan.It should be noted that although, for example, the teeth on the left side of the gear 110 are subjected to hydrostatic pressure that resists the movement of the gear 110 and is not perpendicular to the axis of rotation, at substantially the same horizontal level the teeth on the right side of the same gear 110 are subjected to hydrostatic pressure.
Näiden voimien yhteisvaikutus on olennaisesti nolla.The combined effect of these forces is essentially zero.
Täten, horisontaalitasossa hammasratas 110 on olennaisesti tasapotentiaalissa paineiden vaikutusten suhteen.Thus, in the horizontal plane, the gear 110 is substantially equal in potential with respect to the effects of the pressures.
Tästä johtuen neste säiliössä ”näkee” hammasrattaan 110 käytännössä sileänä pyöräpintana, jossa rotaatioakseli ottaa vastaan hydrostaattisen paineen yhteisvaikutuksen.As a result, the fluid in the reservoir “sees” the sprocket 110 as a substantially smooth wheel surface where the axis of rotation receives the combined effect of hydrostatic pressure.
Lisähyöty tällaisessa hammasratasratkaisussa on se, että ensimmäinen hammasratas 110 toimii samalla tiivistysrakenteena ensimmäisen hihnan 100 hammaspinnan ja nestesäiliön 108 läpäisykohdan rajapinnassa.An additional benefit of such a gear solution is that the first gear 110 simultaneously acts as a sealing structure at the interface between the tooth surface of the first belt 100 and the passage point of the fluid reservoir 108.
Tämä tapahtuu sovittamalla hihnan hampaat 102 uppoamaan nestetiiviisti hammasrattaan 110 hampaiden välisiin koloihin.This is accomplished by arranging the teeth 102 of the belt to sink fluid-tightly into the gears 110 between the teeth.
Lisäksi hampaiden 102 ja hammasrattaan 110 rajapinnassa voi olla tiivistemateriaalia, kuten kumia, nestetiivistyksen varmistamiseksi.In addition, a sealing material, such as rubber, may be provided at the interface between the teeth 102 and the gear 110 to provide fluid sealing.
Tällöin hammasratas 110 vastaa tällä kohtaa sileää pyörää. o Lisäksi, kuten kuviossa 1A näkyy, eristysvälineet voivat eräässä S suoritusmuodossa käsittää toisen hammasrattaan 130, joka toimii samalla > tavalla suhteessa toiseen hihnaan 120 kuin hammasratas 110 toimii suhteessa 7 ensimmäiseen hihnaan 100. Täten, myös toisen hihnan 120 hampaat 122 © 30 saadaan yksi kerrallaan tuotua sisään säiliöön 108 ilman hydrostaattisen E paineen p” vaikutusta hampaan 122 yläpintaan ennen kuin hammas 122 on jo 0 säiliössä 108 ja hydrostaattinen paine p*%” pääsee vaikuttamaan myös 3 hampaan 122 alapintaan (katso kohta 156 kuviossa 1). Samoin kuin = ensimmäinen hammasratas 110, toinen hammasratas 130 toimii samalla N 35 — tiivistysrakenteena toisen hihnan 120 hammaspinnan ja nestesäiliön 108 läpäisykohdan rajapinnassa. Hammasrattaat 110 ja 130 voivat olla samankokoisia tai erikokoisia.In this case, the gear 110 corresponds at this point to a smooth wheel. Furthermore, as shown in Fig. 1A, in one embodiment, the insulating means may comprise a second gear 130 operating in the same manner relative to the second belt 120 as the gear 110 acting relative to the first belt 100. Thus, the teeth 122 of the second belt 120 are also obtained one at a time. introduced into the tank 108 without the effect of the hydrostatic pressure E ”on the upper surface of the tooth 122 before the tooth 122 is already 0 in the tank 108 and the hydrostatic pressure p *%” can also affect the lower surface of the 3 teeth 122 (see paragraph 156 in Fig. 1). Like = the first gear 110, the second gear 130 simultaneously acts as an N 35 sealing structure at the interface between the tooth surface of the second belt 120 and the passage point of the fluid reservoir 108. Gears 110 and 130 may be the same size or different sizes.
Lisäksi laite voi käsittää tiivistysrakenteen 112, 132 nestesäiliön 108 läpäisykohdan ja hihnan 100, 120 välisen rajapinnan tiivistämiseksi.In addition, the device may comprise a sealing structure 112, 132 for sealing the interface between the passage point of the liquid container 108 and the belt 100, 120.
Tiivistysrakenne 112, 132 voi käsittää tiivistyselementit, esimerkiksi kumitiivisteet, jotka tiivistävät säiliön 108 pohjan ja hihnan 100, 120 sileän selkäpuolen rajapinnan. Tiivistyselementit 112 ja 132 voivat olla kiinnitettyjä säiliön pohjaan/seinämään siten, että liikkuva hihnan 100, 120 selkäpuoli vastaa tiivistyselementtiin 112, 132. Tällä tavalla hihnojen 100, 120 sisääntulosta — säiliöön saadaan vesitiivis hammasrattaiden 110, 130 ja tiivistysrakenteiden 112, 132 avulla. Tulee huomata, että tällainen tiivistys ei vastusta hihnan 100, 120 kulkua merkittävästi. Eräässä suoritusmuodossa tiivistysrakenne käsittää lisäksi tiivistyselementit (ei kuviossa) jotka ovat järjestetty tiivistämään nestesäiliön 108 ja hammasrattaiden 110, 130 sivupintojen väliset rajapinnat, siten estäen nesteen karkaamisen pois nestesäiliöstä 108.The sealing structure 112, 132 may comprise sealing elements, for example rubber seals, which seal the bottom of the container 108 and the smooth back interface of the belt 100, 120. The sealing elements 112 and 132 may be attached to the bottom / wall of the container so that the movable back of the belt 100, 120 corresponds to the sealing element 112, 132. In this way, the inlet of the belts 100, 120 to the container is watertight by gears 110, 130 and sealing structures 112, 132. It should be noted that such a seal does not significantly resist the passage of the belt 100, 120. In one embodiment, the sealing structure further comprises sealing elements (not shown) arranged to seal the interfaces between the fluid reservoir 108 and the side surfaces of the gears 110, 130, thereby preventing fluid from escaping from the fluid reservoir 108.
Laitteen — tiivistysrakenne voi myös käsittää tiivisteet sekä hammasrattaiden että ohjauselementtien rotaatioakseleiden tiivistämiseksi säiliön 108 seinämän/pohjan suhteen. Nämä tiivistysrakenteet on kuvattu kuviossa 1B, joka näyttää kuvion 1A suoritusmuodon ylhäältäpäin. Nämä — tiivistysrakenteet voivat käsittää myös laakerointia, jne. rotaatioakseleiden pyörimisen mahdollistamiseksi.The device-sealing structure may also comprise seals for sealing the axes of rotation of both the gears and the guide elements relative to the wall / bottom of the container 108. These sealing structures are illustrated in Figure 1B, which shows the embodiment of Figure 1A from above. These sealing structures may also comprise bearings, etc. to allow rotation of the rotary shafts.
Eräässä suoritusmuodossa hammasrattaat 110, 130 ovat vierekkäin säiliön 108 pohjalla tai seinällä siten, että hammasrattaiden 110, 130 hampaat järjestäytyvät pyöriessään limittäin toisiaan vasten kohdassa 158, tehden tästä kohdasta nestesäiliön 108 seinämää tai pohjaa nestetiiviin. Hammasrattaat 110 o ja 130 ovat siis hammaskosketuksessa eli rynnössä. Täten hammasrattaiden S (kahden tai useamman) väli on nestetiivis. Nestetiiveys aikaansaadaan siten, > että hampaat menevät toisiaan vasten tiiviisti. Tiiveyttä voidaan lisätä sopivalla 7 hampaiden pintamateriaalilla, kuten kumilla tai silikonilla, mutta tämä ei ole © 30 — välttämättä tarpeellista. Tällainen nestetiivistys voi olla hyödyllistä, jotta nestettä E ei pääse karkaamaan säiliöstä 108. Tulee myös huomata että esitetyn kaltainen 0 hammasrattaiden hampaiden vastakkain meneminen ei kuluta paljoa energiaa, 3 koska neste ei aiheuta suurta vääntömomenttia rattaille 110, 130. Esimerkiksi = hammasrataspumppujen, joissa hammasrattaat ovat rynnössä, hyötysuhde voi N 35 olla suuri, jopa yli 90 %. Neste välinaineena 1 voi vaikuttaa samalla tavalla molempiin hammasrattaisiin.In one embodiment, the gears 110, 130 are adjacent to the bottom or wall of the container 108 such that the teeth of the gears 110, 130 are arranged to overlap each other at 158, making the wall or bottom of the liquid container 108 liquid-tight. The gears 110o and 130 are thus in tooth contact, i.e. in rush. Thus, the distance between the gears S (two or more) is liquid-tight. The fluid tightness is achieved so that the teeth fit tightly against each other. The tightness can be increased with a suitable 7 tooth surface material, such as rubber or silicone, but this is not necessarily necessary. Such a fluid seal may be useful to prevent fluid E from escaping from the reservoir 108. It should also be noted that going against the teeth of the 0 gears as shown below does not consume much energy, 3 because the fluid does not cause high torque on the gears 110, 130. For example = gears with gears in the rush, the efficiency of N 35 can be high, even over 90%. The fluid as a medium 1 can act in the same way on both gears.
Kuvio 1B näyttää kuvion 1A suoritusmuodon ylhäältäpäin. Kuviossa 1B oletetaan, että ja ensimmäinen hihna 100 ja siihen liittyvät ohjauselementit 104, 106 ja hammasratas 110 ovat vasemmalla puolella ja toinen hihna 120 ja siihen liittyvät ohjauselementit 124, 126 ja hammasratas 130 ovat oikealla puolella. Vasemmassa (ensimmäisessä) hihnassa 100 on hampaita 102, jotka on merkitty pistekuvioiduilla laatikoilla. Oikeassa (toisessa) hihnassa 120 on hampaita 122, jotka on merkitty vinotiilikuvioiduilla laatikoilla. Hihnojen 100, 120 pyörimissuunnat ovat merkitty pisteviivoitetuilla nuolilla. Eräässä suoritusmuodossa, kuten sanottu, ei ole toista hihnaa 120. Eras tällainen suoritusmuoto on esitetty kuviossa 1C, jossa on ainoastaan ensimmäinen hihna 100 ja ensimmäinen hammasratas 110, jotka asettuvat tiiviisti toisiaan vasten siinä pisteessä suljettua kierrosta missä hihna 100 tulee sisälle säiliöön 108. Tällä tavalla, kuten sanottu, saadaan hydrostaattinen paine pl? poistettua tulevan hampaan 102 yläpinnalta. Tämän lisäksi, tässä suoritusmuodossa, hammasrattaan 110 ja säiliön 108 rajapinta voidaan tiivistää tiivistyshammasrattaalla 140A, jonka hampaat menevät limittäin rattaan 110 hampaiden kanssa ja joka on sijoitettu säiliön 108 sivuseinälle. Lisäksi laitteessa voi olla muita tiivistyshammasrattaita 140B-140N, joiden lukumäärä voi riippua veden korkeudesta säiliössä 108. Kunkin tiivistyshammasrattaan 140A-140N hampaat menevät limittäin vierekkäisten/vierekkäisen hammasrattaan kanssa, siten tiivistäen nämä kohdat sivuseinästä. Tiivistyshammasrattaat 140A-140N voivat olla halkaisijaltaan pienempiä kuin hammasratas 110, jotta tiivistyshammasrattaiden 140A-140N hampaat eivät osu/vastaa hihnan 100 hampaisiin 102, tai mene edes limittäin hihnan 100 hampaiden 102 kanssa. Lisäksi tässä suoritusmuodossa voi olla tiivistyselementtejä, kuten o kumitiivisteitä, jotka tiivistävät hammasrattaiden 110, 140A-140N sivut S suhteessa säiliön pohjaan tai seinämään. Tulee huomata, että nämä sivut ovat > tyypillisesti sileitä, joten nestetiivistys voidaan toteuttaa suhteellisen helposti, 7 esimerkiksi kumitiivistein.Figure 1B shows a top view of the embodiment of Figure 1A. In Figure 1B, it is assumed that and the first belt 100 and associated guide elements 104, 106 and gear 110 are on the left side and the second belt 120 and associated guide elements 124, 126 and gear 130 are on the right side. The left (first) belt 100 has teeth 102 marked with dot-patterned boxes. The right (second) belt 120 has teeth 122 marked with diagonal patterned boxes. The directions of rotation of the belts 100, 120 are indicated by dotted arrows. In one embodiment, as said, there is no second belt 120. Such an embodiment is shown in Figure 1C with only a first belt 100 and a first gear 110 tightly abutting each other at the point of the closed loop where the belt 100 enters the container 108. In this way , as said, the hydrostatic pressure pl? removed from the top surface of the incoming tooth 102. In addition, in this embodiment, the interface between the gear 110 and the container 108 may be sealed by a sealing gear 140A, the teeth of which overlap with the teeth of the gear 110 and located on the side wall of the container 108. In addition, the device may have other sealing gears 140B-140N, the number of which may depend on the height of the water in the tank 108. The teeth of each sealing gear 140A-140N overlap with the adjacent / adjacent gear, thus sealing these points from the side wall. The sealing gears 140A-140N may be smaller in diameter than the gear 110 so that the teeth of the sealing gears 140A-140N do not hit / match the teeth 102 of the belt 100, or even overlap with the teeth 102 of the belt 100. In addition, this embodiment may have sealing elements, such as rubber seals, which seal the sides S of the gears 110, 140A-140N relative to the bottom or wall of the container. It should be noted that these sides are> typically smooth, so that liquid sealing can be carried out relatively easily, 7 for example with rubber seals.
© 30 Kuviossa 1C hammasrattaat 140B-140N voitaisiin korvata myös E toisella hihnalla 120, kuten kuviossa 1D onkin tehty.. Tämä suoritusmuoto 0 voidaan nähdä samaksi kuin kuvion 1A suoritusmuoto, sillä erotuksella, että 3 hammasratas 130 on nostettu säiliön 108 seinään ja hihna 120 tulee sisään = säiliöön seinän läpi. Tiivistyselementti 142 voi olla käytössä tiivistämässä N 35 alemman ohjauselementin 126 ja säiliön 108 seinän rajanpinta. Tässäkin suoritusmuodossa hammasratas 130 ja ohjauselementit (hihnapyörät) 124 ja© 30 In Fig. 1C, the gears 140B-140N could also be replaced by another belt 120, as in Fig. 1D. This embodiment 0 can be seen as the embodiment of Fig. 1A, except that 3 gears 130 are lifted into the wall of the tank 108 and the belt 120 becomes in = into the tank through the wall. The sealing element 142 may be used to seal the wall interface between the lower guide element 126 and the container 108. Also in this embodiment, the gear 130 and the guide elements (pulleys) 124 and
126 voivat olla kooltaan sellaisia, että hammasrattaan 130 hampaat tai hihnan 120 hampaat 122 eivät vastaa hihnan 100 hampaisiin 102.126 may be of such a size that the teeth of the gear 130 or the teeth 122 of the belt 120 do not correspond to the teeth 102 of the belt 100.
Eräs suoritusmuoto, joka on esitetty kuviossa 1E, vastaa muuten kuviota 1A, mutta tässä suoritusmuodossa hammasrattaat 110 ja 130 ovat korvattu hihnajärjestelmillä 111 ja 131, jotka käsittävät ohjauselementit ja hampaita näiden hihnojen toisilla sivuilla. Hihnajärjestelmissä 111 ja 131 olevat hampaat menevät yksillä sivuillaan limittäin toisiaan vasten, tehden tästä kohdasta vesitiiviin. Lisäksi hihnajärjestelmän 111 hampaat menevät myös limittäin hihnan 100 hampaiden 102 kanssa, samalla tavalla kuin hammasrattaan 110 hampaat menevät kuviossa 1A limittäin hampaiden 102 kanssa. Tällä tavalla hihnajärjestelmän 111 hihna ja hampaat toimivat eritysvälineinä hampaille 102 hampaiden 102 tullessa säiliöön 108. Hihnajärjestelmä 131 toimii vastaavasti suhteessa hihnaan 120 ja hampaisiinOne embodiment shown in Figure 1E otherwise corresponds to Figure 1A, but in this embodiment the gears 110 and 130 are replaced by belt systems 111 and 131 comprising guide elements and teeth on the other sides of these belts. The teeth in the belt systems 111 and 131 overlap each other on one side, making this point watertight. In addition, the teeth of the belt system 111 also overlap with the teeth 102 of the belt 100, in the same manner as the teeth of the gear 110 overlap with the teeth 102 in Fig. 1A. In this way, the belt and teeth of the belt system 111 act as secreting means for the teeth 102 as the teeth 102 enter the container 108. The belt system 131 operates relative to the belt 120 and the teeth, respectively.
122. Laitteessa voi olla myös tiivistyselementit (kuvattu aaltokuvioiduilla — laatikoilla), jotka nestetiivistävät kaikkien neljän hihnan selkäpuolen ja säiliön rajapinnat.122. The device may also have sealing elements (illustrated with corrugated boxes) which liquid-seal the interfaces between the back of the four straps and the container.
Kuvioiden 1A-1E suoritusmuotojen laitteita ei tarvitse upottaa nesteeseen, vaan tarvittava neste kaadetaan sisään säiliöön 108. Suljettujen kierrosten ne osat, jotka eivät kulje nesteessä, voivat kulkea esimerkiksi ilmassa.The devices of the embodiments of Figures 1A-1E do not need to be immersed in the liquid, but the required liquid is poured into the tank 108. The parts of the closed circuits which do not travel in the liquid can travel, for example, in air.
Tarkastellaan seuraavaksi erästä toista keksinnön suoritusmuotoa, joka on kuvattu kuviossa 2. Tässä suoritusmuodossa on ensimmäinen ja toinen hihna 100, 120 ja niissä hampaat 102 ja 122. Vastaavasti hihnat 100, 120 kiertävät — suljetut — kierrokset, jotka voivat olla määritetty — ainakin ohjauselementtien 104, 106, 124, 126 toimesta. Tässä suoritusmuodossa ei o tarvitse välttämättä erillisiä hammasrattaita tai lisähihnoja, kuten kuvioissa 1A- S 1E. Tässä suoritusmuodossa laite on kokonaan tai osittain upotettu nesteeseen, > jolloin — laitteen tukirakenteet voivat käsittää myös välineet laitteen 7 kiinnittämiseksi, esimerkiksi nestesäiliön tai luonnollisen nestevaraston (kuten © 30 meren, joen tai järven) pinnan alle ainakin osittain. Kuvion 2 eräässä E suoritusmuodossa on esitetty, että laite on kokonaan upotettu nesteeseen. LO Eräässä toisessa suoritusmuodossa laite voi olla vain osittain vedessä. 8 Esimerkiksi, kuviossa 2 ja 3, kuten viivalla 109 on esitetty, laitteen alaosa voi = olla väliaineessa 1 (kuten vedessä) ja laitteen viivan109 yläpuolinen osa N 35 väliaineessa 2 (kuten ilmassa).Consider next another embodiment of the invention illustrated in Figure 2. This embodiment has first and second belts 100, 120 and teeth 102 and 122, respectively. The belts 100, 120 rotate - closed - turns, which may be defined - at least by the control elements 104, 106, 124, 126. In this embodiment, separate gears or additional belts are not necessarily required, as in Figures 1A-S 1E. In this embodiment, the device is completely or partially immersed in a liquid, wherein the support structures of the device may also comprise means for attaching the device 7, for example at least partially below the surface of a liquid tank or natural liquid reservoir (such as a sea, river or lake). In an embodiment E of Figure 2, it is shown that the device is completely immersed in the liquid. LO In another embodiment, the device may be only partially submerged. 8 For example, in Figures 2 and 3, as shown by line 109, the lower part of the device may = be in medium 1 (such as water) and the part of the device above line 109 by N 35 in medium 2 (such as air).
Kuvion 2 suoritusmuodossa eristysvälineet käsittävät mainitun toisen hihnan 120. Eristys voi olla järjestetty siten, että ensimmäisen hihnan 100 ja toisen hihnan 120 hampaat 102, 122 järjestäytyvät toisiaan vasten limittäin tuotaessa hammas 102 tai 122 siihen pisteeseen 160, jossa hampaaseen 102 tai 122 alkaa vaikuttaa nesteen aiheuttama nostovoima.In the embodiment of Figure 2, the insulating means comprises said second belt 120. The insulation may be arranged so that the teeth 102, 122 of the first belt 100 and the second belt 120 overlap when the tooth 102 or 122 is brought into point 160 where the tooth 102 or 122 begins to be affected by liquid. lifting force.
Koska hampaat 102, 122 lukkiutuvat yläosassa ja avautuvat laitteen alaosassa, niin hydrostaattinen paine ei pääse vaikuttamaan hampaiden 102, 122 väliin tässä osassa suljettua kierrosta.Since the teeth 102, 122 lock at the top and open at the bottom of the device, the hydrostatic pressure cannot affect the closed circulation between the teeth 102, 122 in this part.
Toisin sanoen, ensimmäinen hihna 100 toimii eristysvälineenä toisen hihnan 120 hampaille 122, kun taas toinen hihna 120 toimii eristysvälineenä ensimmäisen hihnan 100 hampaille 102. Kuten muissakin suoritusmuodoissa, eristysvälineet eristävät hampaan 102/122 nestekosketuksesta ainakin osassa niitä osia suljettuja kierroksia, joissa nesteen hydrostaattinen paine muutoin vastustaisi hampaan 102/122 liikettä hihnan 100/120 kulkusuuntaan.That is, the first belt 100 serves as an insulating means for the teeth 122 of the second belt 120, while the second belt 120 serves as an insulating means for the teeth 102 of the first belt 100. As in other embodiments, the insulating means insulates the tooth 102/122 from fluid contact in at least a portion of the closed hydrostatic pressure would resist movement of the tooth 102/122 in the direction of travel of the belt 100/120.
Tulee — huomata, että tässä suoritusmuodossa = hihnojen pyörimissuunta on vastakkainen kuin kuvioissa 1A-1D.It should be noted that in this embodiment = the direction of rotation of the belts is opposite to that in Figures 1A-1D.
Tämä johtuu siitä, että ensimmäisen ja toisen hihnan 100, 120 kohdatessa toisensa laitteen keskellä, hampaat 102, 122 menevät nestetiiviisti limittäin.This is because when the first and second belts 100, 120 meet each other in the center of the device, the teeth 102, 122 overlap in a liquid-tight manner.
Toisin sanoen, hammas 102 painautuu tiiviisti vasten vierekkäisiä hampaita 122, jotka ovat hampaan 102 ylä- ja alapuolella.That is, the tooth 102 presses tightly against the adjacent teeth 122 that are above and below the tooth 102.
Hihnojen hampaat menevät ryntöön eli hammaskosketukseen.The teeth of the belts go into the groove, i.e. the tooth contact.
Hihnojen 100 ja 120 selkäpinnat ja sivut muodostavat siten tiiviin, olennaisesti pystysuoran ”pilarin” nesteeseen.The back surfaces and sides of the belts 100 and 120 thus form a dense, substantially vertical "pillar" of fluid.
Tällöin esimerkiksi hihnan 100 hampaaseen 102, joka on suojattu hihnan 120 hampaiden 122 toimesta, ei pääse kohdistumaan hydrostaattista painetta.In this case, for example, the tooth 102 of the belt 100, which is protected by the teeth 122 of the belt 120, cannot be subjected to hydrostatic pressure.
Tämän ansiosta hammas 102 saadaan tuotua laitteen alaosaan ilman hydrostaattisen paineen (tässä tapauksessa nosteen) liikettä vastustavaa vaikutusta tällä osalla suljettua kierrosta. o Tulee huomata, että koska molemmat sivut esimerkiksi ensimmäisen S hihnan suljetusta kierroksesta kulkee nesteessä (ainakin osittain), niin noste > muutoin vastustaisi liikettä sillä sivulla suljettua kierrosta, jossa hampaat 102 ? ovat tulossa alaspäin.This allows the tooth 102 to be introduced into the lower part of the device without the effect of resisting the movement of the hydrostatic pressure (in this case the buoyancy) in this part of the closed circuit. o It should be noted that since both sides of the closed turn of the first S-belt, for example, run in the fluid (at least in part), the lift> would otherwise resist movement on the closed turn of the side where the teeth 102? are coming down.
Tulee myös huomata, että hampaihin 102, jotka ovat S 30 ohjauselementtien 104, 106 ympärillä, kohdistuu toisaalta nosteen liikettä E auttava vaikutus, mutta myös toisaalta nosteen liikettä vastustava vaikutus.It should also be noted that the teeth 102 surrounding the guide elements 104, 106 of S 30 are, on the one hand, subjected to the effect of assisting the movement of the buoyancy, but also, on the other hand, of the effect of resisting the movement of the buoyancy.
LO Kuvioiden 3A ja 3B suoritusmuoto on muutoin sama kuin kuvion 2 8 suoritusmuoto, mutta kuvion 2 lisäksi kuvion 3A ja 3B laite lisäksi käsittää = nestetiiviin erityssäiliön 116. Kuvio 3A on sivukuva laitteesta ja kuvio 3B on kuva N 35 — ylhäältäpäin.LO The embodiment of Figures 3A and 3B is otherwise the same as the embodiment of Figure 28, but in addition to Figure 2, the device of Figures 3A and 3B further comprises = a liquid-tight special container 116. Figure 3A is a side view of the device and Figure 3B is Figure N 35 - top view.
Säiliö 116 voi olla valmistettu mistä tahansa nesteenpitävästä materiaalista, kuten muovista, metallista, jne.The container 116 may be made of any liquid-tight material, such as plastic, metal, etc.
Säiliö 116 voi olla kiinnitetty kiinteästi laitteen tukirakenteisiin, vaikkakaan tätä ei ole kuvattu kuvioissa.The container 116 may be fixedly attached to the support structures of the device, although this is not illustrated in the figures.
Eristyssäiliö 116 voi olla järjestetty päästämään hihnat 100, 120 sisään yläosastaan ja ulos alaosastaan.The insulating container 116 may be arranged to allow the belts 100, 120 to enter from the top and out from the bottom.
Säiliö 116 on sijoitettu laitteeseen siten, että ensimmäisen hihnan 100 ja toisen hihnan 120 toisiaan vasten limittäin järjestäytyvät hampaat 102, 122 kulkevat ainakin osittain erityssäiliössä 116 ilman kosketusta säiliötä 116 ympäröivään nesteeseen.The container 116 is positioned in the device so that the overlapping teeth 102, 122 of the first belt 100 and the second belt 120 pass at least partially in the special container 116 without contact with the fluid surrounding the container 116.
Tällä tavalla säiliö 116 myös osaltaan poistaa hydrostaattisen paineen vaikutuksen niihin hampaisiin 102, 122, jotka kulloinkin ovat erityssäiliön 116 sisällä.In this way, the container 116 also helps to eliminate the effect of the hydrostatic pressure on the teeth 102, 122 which are in each case inside the special container 116.
Tämän suoritusmuodon eräs etu voi olla siinä, että verrattuna kuvion 2 suoritusmuotoon, kuvion 3A, 3B —suoritusmuodossa hampaiden 102 ja 122 ei tarvitse olla nestetiiviisti limittäin toisiaan vasten järjestäytyneinä.An advantage of this embodiment may be that, compared to the embodiment of Figure 2, in the embodiment of Figure 3A, 3B, the teeth 102 and 122 do not need to be fluid-tightly overlapping each other.
Esimerkiksi hampaiden 102/122 muodon suunnittelu voi olla joustavampaa, koska niiden ei tarvitse painautua täysin vesitiiviisti toisiaan vasten limittäin.For example, the design of the shape of the teeth 102/122 may be more flexible because they do not have to press completely watertight against each other.
Eräässä suoritusmuodossa = eristyssäiliö 116 lisäksi käsittää — tiivistyselementit 146, jotka ovat järjestetty tiivistämään eristyssäiliön 116 ja hihnojen 100, 120 selkäpuolen välisen rajapinnan sekä eristyssäiliön 116 ja alempien ohjauselementtien 106, 126 välisen rajapinnan siten, että nestettä ei pääse eristyssäiliöön 116. Tiivistyselementti voi olla esimerkiksi kumitiiviste, joka painautuu vasten sileää hihnapyörää 106/126 tai vasten sileää hihnan 100/120 sivua.In one embodiment, the insulating container 116 further comprises - sealing elements 146 arranged to seal the interface between the insulating container 116 and the back of the straps 100, 120 and the interface between the insulating container 116 and the lower guide elements 106, 126 so that no liquid enters the insulating container 116. The sealing element may be e.g. , which presses against the smooth pulley 106/126 or against the smooth side of the belt 100/120.
Kuvioiden 2, 3A ja 3B suoritusmuodoissa alemmat ohjauselementit 106, 126 (kuten sileät hihnapyörät), ottavat vastaan hydrostaattisen paineen tuettuihin rotaatioakseleihinsa.In the embodiments of Figures 2, 3A and 3B, the lower control elements 106, 126 (such as smooth pulleys) receive hydrostatic pressure on their supported axes of rotation.
Sileän ohjauspyörän 106, 126 pyöriminen vedessä ei vaadi suurta energiaa veden kitkan voittamiseksi.Rotation of the smooth steering wheel 106, 126 in water does not require high energy to overcome water friction.
Itse hydrostaattisella paineella ei ole merkitystä pyörän pyörimiseen vedessä, koska o pyörä 106, 126 on tasapotentiaalissa horisontaalistasossa tarkasteltuna ja O hydrostaattisen paineen yhteisvaikutus ohjautuu hihnapyörän 106,126 > rotaatioakseliin. ? Kuten eri suoritusmuodoista voidaan huomata, eristysvälineet voivat S 30 siten käsittää symmetrisen, pyörivän kappaleen, joka on tuettu E rotaatioakseliltaan.The hydrostatic pressure itself is irrelevant to the rotation of the wheel in water, because o the wheel 106, 126 is in the equipotential plane in the horizontal plane and the combined effect of the o hydrostatic pressure is directed to the axis of rotation of the pulley 106,126. ? As can be seen from the various embodiments, the insulating means S 30 may thus comprise a symmetrical, rotating body supported on its axis of rotation.
Tällöin tämä rotaatioakseli voi ottaa vastaa pyörivään 0 kappaleeseen kohdistuvan hydrostaattisen paineen yhteisvaikutuksen.In this case, this axis of rotation can take on the combined effect of the hydrostatic pressure on the rotating body 0.
Tama 3 johtuu tasapotentiaalista rotaatiokappaleen eri sivuilla horisontaalitasossa = tarkasteluna, kuten aiemmin selitetty.This 3 is due to the equipotential bond on the different sides of the rotating body in the horizontal plane = viewed as previously explained.
Pyörivä kappale voi olla esimerkiksi yksi N 35 seuraavista: hihnapyörä (kuviot 1E, 2, 3A-3B), hammasratas (kuviot 1A-1D).The rotating body may be, for example, one of N 35: a pulley (Figs. 1E, 2, 3A-3B), a gear (Figs. 1A-1D).
Kuten esitetyistä suoritusmuodoista voidaan nähdä, eristysvälineenä olevaan pyörivään kappaleeseen vaikuttavien, hydrostaattisen paineen aiheuttamien pintaa kohtisuorien voimien summa ohjataan pyörivän kappaleen rotaatioakseliin.As can be seen from the embodiments shown, the sum of the forces perpendicular to the surface caused by the hydrostatic pressure acting on the rotating body as insulating means is directed to the axis of rotation of the rotating body.
Esimerkiksi hydrostaattinen paine hammasrattaan 110/130 tietyn hampaan yläpinnalla kumoutuu yhtäältä koska saman hampaan alapinnalla on olemassa vastakkaissuuntainen hydrostaattinen paine ja toisaalta, koska saman hammasrattaan 110, 130 toisella laidalla on olennaisesti samassa horisontaalitasossa myös hammas, johon vaikuttaa vastakkaissuuntainen voima.For example, the hydrostatic pressure on the gear 110/130 on the upper surface of a particular tooth is canceled on the one hand because there is opposite hydrostatic pressure on the lower surface of the same tooth and on the other hand because on the other side of the same gear 110, 130 there is also a tooth in the same horizontal plane.
Täten, hydrostaattinen paine ei vaikuta merkittävästi tämän symmetrisen kappaleen (kuten hammasrattaan tai hihnapyörän) pyörimiseen vedessä.Thus, the hydrostatic pressure does not significantly affect the rotation of this symmetrical body (such as a gear or pulley) in water.
Tällainen hydrostaattisen paineen aiheuttamien — voimien — ohjautuminen — rotaatioakseliin — mahdollistetaan laakeroimalla pyörivä kappale symmetrisesti.Such a diversion of the forces caused by the hydrostatic pressure to the axis of rotation is made possible by bearing the rotating body symmetrically.
Lisäksi voidaan huomata eri suoritusmuodoista, että eristysvälineet pyörivät ensimmäisen ja/tai toisen hihnan 100, 120 kulkusuunnan mukaisesti.In addition, it can be seen from the various embodiments that the insulating means rotate according to the direction of travel of the first and / or second belts 100, 120.
Tällainen pyöriminen voi olla hammasrattaan 110, 130 pyörimistä tai toisen hihnan 120 pyörimistä.Such rotation may be rotation of the gear 110, 130 or rotation of the second belt 120.
Koska eristysvälineet pyörivät ja siten myötäilevät esimerkiksi ensimmäisen hihnan 100 liikettä, niin eristysvälineet eivät vastusta hihnan 100 liikettä Tämä voi olla tärkeää, jotta energiaa ei tuhlata — eristysvälineiden toimesta.Since the insulating means rotate and thus follow, for example, the movement of the first belt 100, the insulating means do not resist the movement of the belt 100. This can be important so that no energy is wasted - by the insulating means.
Lisäksi, kuten yläkuvioissa 1B ja 3B nähdään, laite voi käsittää ainakin yhden energianvälittämiselementin 118, joka on järjestetty välittämään energiaa ulos laitteesta perustuen laiteen ainakin yhden hihnan 100, 120 pyörimiseen.In addition, as seen in Figures 1B and 3B above, the device may comprise at least one energy transmitting element 118 arranged to transmit energy out of the device based on the rotation of at least one belt 100, 120 of the device.
Eräässä suoritusmuodossa eräs energianvälityselementti 118 on akseli joka on kiinnitetty ainakin yhteen seuraavista: ohjauselementti 104, 106, o 124, ja 126, hammasratas 110, 130, 140A-140N.In one embodiment, an energy transmission element 118 is a shaft attached to at least one of the following: control elements 104, 106, 124, and 126, gear 110, 130, 140A-140N.
Eräässä suoritusmuodossa S energianvalityselementti 118 on ohjauselementin tai hammasrattaan > rotaatioakseli.In one embodiment, the S energy selection element 118 is an axis of rotation of the control element or gear.
Tällöin energianvälityselementti 118 pyörii ohjauselementin ja/tai 7 hammasrattaan pyörimisen johdosta. © 30 E Tulee huomata, että, esimerkiksi kuviossa 1A, kun yksi hammas tulee 0 sisään nesteeseen, niin yksi saman hihnan yläpuolisista hampaista nousee ulos D nesteestä.In this case, the energy transmission element 118 rotates due to the rotation of the control element and / or the gear 7. © 30 E It should be noted that, for example, in Figure 1A, when one tooth enters the 0 fluid, one of the teeth above the same belt rises out of the D fluid.
Tästä syystä kappaleiden 102/122 syrjäyttämä tilavuus väliaineessa = 1 (nesteessä) ei vaihtele vaan on vakio.For this reason, the volume displaced by paragraphs 102/122 in medium = 1 (liquid) does not vary but is constant.
Täten, laitteen avulla saadaan tuotua N 35 nestettä sisältävään astiaan/säiliöön/tilaan jatkuvatoimisesti kappaleita (päättymättömänä ketjuna) niin, ettei syrjäytetty nestemäärä muutu, ja jotka kappaleet voidaan luovuttaa nosteen vaikutuksen alaiseksi nesteessä. Täten, eräässä suoritusmuodossa laite on energian muuntamislaite. Tällöin laite voi muuntaa energiaa esimerkiksi —liike-energiaksi, joka saadaan ulos energianvälittämiselementin kautta.Thus, the device allows the continuous introduction of bodies (as an endless chain) into the container / reservoir / space containing the N 35 liquid so that the amount of liquid displaced does not change, and which pieces can be released under the influence of buoyancy in the liquid. Thus, in one embodiment, the device is an energy conversion device. In this case, the device can convert energy into, for example, kinetic energy, which is output through an energy transmission element.
Eräässä suoritusmuodossa laitteeseen voidaan syöttää energiaa minkä tahansa akselin kautta, esimerkiksi sähkömoottorilla, laitteen hihnojen pyörimisen mahdollistamiseksi. Tällöin laitteen jotain akselia voidaan pyörittää esimerkiksi sähkömoottorin avulla.In one embodiment, energy can be supplied to the device via any shaft, for example by an electric motor, to allow the belts of the device to rotate. In this case, one of the axes of the device can be rotated, for example by means of an electric motor.
Eräässä suoritusmuodossa laitetta voidaan käyttää esimerkiksi vaihteena. Esimerkiksi hammasrattaiden tai hihnapyörien koko suhteessa toisiinsa voi vaihdella, jolloin eri akselilta ulosotettu teho voi käsittää muun muassa nopeampaa tai hitaampaa akselin pyörimistä kuin siinä akselissa mihin energiaa syötetään. Kuvion 4 mukaisesti menetelmässä voidaan vaiheessa 400 järjestää ensimmäinen hihna kulkemaan siten, että ensimmäisen hihnan hampaat ovat suorassa nestekosketuksessa osassa ensimmäistä suljettua kierrosta, jolloin hampaisiin kohdistuu tässä osassa suljettua kierrosta nesteen aiheuttama nostovoima, siten määrittäen ensimmäiselle hihnalle pyörimissuunnan. Vaiheessa 402 eristetään hammas suorasta nestekosketuksesta tuotaessa hammas siihen pisteeseen suljettua kierrosta, jossa hampaaseen alkaa vaikuttaa nesteen aiheuttama nostovoima, siten vähentäen hydrostaattisen paineen vastustavaa vaikutusta tuotavaan hampaaseen. Eristysvälineet voivat käsittää muun muassa hammashihnan 120, hihnapyöriä 124, 126, tai hammasrattaan 110. Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön o perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot S eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella > patenttivaatimusten puitteissa.In one embodiment, the device can be used, for example, as a gear. For example, the size of the gears or pulleys relative to each other may vary, in which case the power output from the different shaft may comprise, among other things, faster or slower rotation of the shaft than in the shaft to which the energy is supplied. According to Fig. 4, in step 400, the first belt may be arranged to run so that the teeth of the first belt are in direct fluid contact during a portion of the first closed rotation, the teeth being subjected to fluid-induced lift in that portion of the closed circuit, thereby determining the direction of rotation. In step 402, the tooth is isolated from direct fluid contact by introducing the tooth from the closed loop to the point where the tooth begins to be subjected to the buoyancy of the fluid, thereby reducing the resistance of the hydrostatic pressure to the tooth being introduced. The insulating means may comprise, inter alia, a toothed belt 120, pulleys 124, 126, or a sprocket 110. It will be apparent to those skilled in the art that as technology advances, the basic idea of the invention may be implemented in many different ways. The invention and its embodiments S are thus not limited to the examples described above but may vary within the scope of the claims.
O 2 = a 3 0O 2 = a 3 0
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20135895A FI129095B (en) | 2013-09-05 | 2013-09-05 | Energy conversion device and method for converting energy |
| PCT/FI2014/050667 WO2015033020A1 (en) | 2013-09-05 | 2014-09-02 | Apparatus and method for energy production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20135895A FI129095B (en) | 2013-09-05 | 2013-09-05 | Energy conversion device and method for converting energy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20135895L FI20135895L (en) | 2015-03-06 |
| FI129095B true FI129095B (en) | 2021-06-30 |
Family
ID=52627847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20135895A FI129095B (en) | 2013-09-05 | 2013-09-05 | Energy conversion device and method for converting energy |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI129095B (en) |
| WO (1) | WO2015033020A1 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020149204A1 (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-17 | Michael Rauschenberger | Air and water propulsion device-buoyancy motor |
| CA2485929A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-05-23 | Llewelyn Pitcher | Hydro dyne generator |
-
2013
- 2013-09-05 FI FI20135895A patent/FI129095B/en active IP Right Grant
-
2014
- 2014-09-02 WO PCT/FI2014/050667 patent/WO2015033020A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20135895L (en) | 2015-03-06 |
| WO2015033020A1 (en) | 2015-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101093063B1 (en) | Floating offshore combind generator | |
| US9163607B2 (en) | Wind and hydropower vessel plant | |
| US7891940B2 (en) | Water wave power system | |
| US20110179784A1 (en) | Vertical gravity/buoyancy power generator | |
| ITBS20090157A1 (en) | SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ELECTRIC OR MECHANICAL ENERGY FROM WAVE MOTION | |
| JP2010540834A (en) | Available energy generator and associated method | |
| US20170045026A1 (en) | Deep water power generation station, power station, marine power plant and offshore floating city thereof | |
| US20130088013A1 (en) | Water current energy converter system | |
| KR200386085Y1 (en) | Tidal current power plant | |
| CN202500709U (en) | Generator set with floating turbine structure | |
| CN106194560B (en) | A kind of power generator that collapsible Ocean Tidal Current Energy wind energy is dual-purpose | |
| NO20200281A1 (en) | Hydrokinetic turbine having helical tanks | |
| CN1995740A (en) | Floating type double-floater ocean wave power generator | |
| KR101098511B1 (en) | Water-power generating apparatus | |
| FI129095B (en) | Energy conversion device and method for converting energy | |
| FR2943742A1 (en) | Ocean power harvester for use with swell sensor to directly convert kinetic energy of swell into continuous rotary movement, has post arranged coaxially to vertical central axis of corresponding float | |
| US20120112462A1 (en) | Wave Energy Converter | |
| KR101062246B1 (en) | Turbine for Hydroelectric Power Plant | |
| CN211819778U (en) | Buried beach sea wave generator | |
| WO2005065024A2 (en) | Method and apparatus for converting sea waves and wind energy into electrical energy | |
| KR102065074B1 (en) | Generator Using Seawater | |
| CN104500320A (en) | Water-flow sea wave generator | |
| FR3081940A1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING ELECTRICAL ENERGY FROM SEA OR RIVER CURRENTS | |
| KR200490005Y1 (en) | Equipment for generating electricity with increase in speed function | |
| WO2012100128A2 (en) | Hydroelectric power generating system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 129095 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |